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管道研究

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新技术应用于管道巡护工作的思考

来源:《管道保护》杂志 作者:侯明欣 陈良 时间:2019-7-15 阅读:

侯明欣 陈良

中国石油西气东输管道公司郑州管理处

 

 

西气东输公司运营的管道总里程已超过12 000公里,途经16个省(市、区)和香港特别行政区,所经区域覆盖了我国西北东部、中原、华东、华中、华南等地,沿线地形地貌复杂多样,自然和社会环境各不相同,地质灾害、第三方施工等威胁管道安全的风险时有发生,加之经济快速发展、城镇化进程持续推进,管道沿线高后果区数量、管段长度等不断变化,管道保护工作任务繁重,责任重大。

管道日常巡检能够有效发现管道周边第三方施工、违法占压等风险,收集管道周边相关信息,为管道完整性管理的高后果区识别、风险评价、完整性评价、维修与维护等工作提供有效的数据支撑,是目前管道保护最主要、最基础的手段。近年来,公司实施了GPS移动巡检系统,巡检工作得以有效提升,但依然存在一些需要解决完善的问题。

1 现有管道巡护模式存在的不足

(1)难以做到昼夜全覆盖。日常巡护主要在白天,与正常施工时间相吻合,但对夜间时段的偶然性事件难以及时发现。

(2)巡护的间隔时间较长。日常只能实现在管道上的一过性巡视,对同一巡视点、巡视间隔期间的作业行为难以有效监控,特别一些恶意作业行为会尽量避开巡视人员进行作业。

(3)施工点难以有效管控。管道保护人员难以全天候守在每个施工点,很难完全掌握现场施工情况。如公司今年3月9日断缆事故恰好发生在受控施工点。

2 管道保护新技术优缺点分析

针对现有管道巡护模式的不足,目前光纤预警、视频监控、智能视频识别、无人机、光感栅栏等新兴技术可以较好地解决存在的问题。

2.1 光纤预警系统

光纤预警系统是以管道伴行光缆作为传感、传输的综合探测介质,通过对管道周边速度、加速度、振动幅度、振动频率、声场等物理量的探测,实时监测管道沿线异动情况,在第三方入侵破坏事件发生前进行“事前”预报警,提醒工作人员快速处理,防止事故发生。

优势:利用管道伴行光缆,不需要重新铺设传感器;可以实现全线路全天候不间断报警;定位精度高,可以实现精准GIS地图显示及管道里程通知;识别准确度已经达到实施应用水平。

局限:光纤可以发现并定位事件,但无法实现现场情况实时查看,需要依靠人力、视频等手段复核查看现场情况。

2.2 智能视频识别系统

利用智能视频分析技术对工程机械的工作形态进行识别与分析。在动态的环境中,将目标识别车辆与人员、非工程车辆等背景干扰进行有效区分,当有工程机械车辆驶入视频监控区域时,系统自动识别并报警。

优势:可以实时查看现场情况,直观了解真实现场。

局限:摄像头监控范围有限,管道线路长,难以全覆盖。

2.3 无人机管道巡护系统

提前沿管道设定航线轨迹,无人机在管道上方定期飞行,将管道沿线的图像信息传回监控终端,定时更新管道地表、地貌及环境的动态变化图像。同时与光纤预警系统联动,实现光纤预警系统报警后,无人机自动启动飞行至预警点现场查看。

优势:可以定期自动航拍更新管道上方环境情况,可以与其它报警系统联动,实现自动快速出警查看。

局限:飞行成本较高,受空域管制较多。

2.4 光感栅栏

光感栅栏由特殊线形材质打造,可以简易布防。对于已知的受控施工点区域,可以快速布设光感栅栏,对受控区域进行禁行布防。当有车辆、人员闯入该区域,光感栅栏将及时推送报警信息。

优势:可以快速简易的布防受控区域。

局限:只针对特定区域的受控管理,对管道全线尚无有效的解决方案。

3 管道保护新技术推广应用思考

多样化的新技术及防护措施,对管道保护传统人工巡检是非常有效的补充手段。现阶段各系统相对独立,每套系统都有各自的运行管理系统和运行机制,报警推送方式多样,信息相对独立,线路管理人员接收到的信息较为杂乱,复核查看有一定难度。对此需要对各种技术综合分析,紧密结合工作实际选用,同时改进提升相应管理手段,方能有效利用新技术提升巡线管理水平。

3.1 划定响应级别等级

根据高后果区、人员分布区域、建筑设施分布情况等信息划分区域风险等级。对于报警事件进行等级划分,将一般性人工挖掘等定义较低的风险等级;将钻、破、砸等作业速度快、破坏性大的事件定义较高的风险等级。不同等级区域相同报警事件的风险等级也不相同。明确复核方式,保证线路管理人员在接到报警信息后,根据报警等级有针对性地进行复核响应,保证高后果区、高风险区发生高风险等级事件第一时间得到紧急响应。

3.2 报警点分类管理

由于管道上方同一位置可能在一段时间内连续开展挖掘作业,以致持续产生报警信号,在施工点受控后,这些报警信号将成为冗余信息,干扰有效报警信息。有必要建立“事件首报”机制,针对该时间段内相关事件和相关位置进行回溯,确定是否为“首报事件”,相关位置是否有效受控。针对首报事件,响应级别提升,事件复核更快速有效。针对受控施工区域,建立“常报点”管理机制,定期梳理,减少已受控区域常报点的报警频次,使线路管理人员获取准确有效信息,及时进行事件响应。

3.3 报警事件时间管理

管道沿线的大部分作业时间具有规律性,比如邻近居民区的施工项目夜间禁止施工,而一些渣土运输车辆夜间则增加工作频次;作业时间段内的正常施工现场监护、保障工作相对完善,事故风险相对较小,而其他时间段内的施工作业往往成为威胁管道安全的高风险因素。为此针对施工受控点采取时间区段管理,正常工作时间内降低报警风险等级或不报警,在非工作时间段内提高报警风险等级,提高管理的针对性和实效性。

3.4 事件报备联动机制

日常巡线中收集到的施工信息、报警信息等来源不同,各方之间的交流与沟通尤为重要。比如光感栅栏位置报警后,现场又发出光纤预警,需要紧急进行复核。又如视频智能识别抓拍到了工程施工车辆进入监控区域,但是光纤预警并未报警,可能只是车辆临时通过情形。需要建立事件报备方联动机制,使管理更为高效畅通。

 

作者:侯明欣, 1983年生,郑州管理处管道科科长,主要从事管道保护管理工作。陈良, 1988年生,助理工程师,主要从事管道保护管理工作。

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